JP7250800B2 - How to control chemical balance in pulp mill - Google Patents

How to control chemical balance in pulp mill Download PDF

Info

Publication number
JP7250800B2
JP7250800B2 JP2020537877A JP2020537877A JP7250800B2 JP 7250800 B2 JP7250800 B2 JP 7250800B2 JP 2020537877 A JP2020537877 A JP 2020537877A JP 2020537877 A JP2020537877 A JP 2020537877A JP 7250800 B2 JP7250800 B2 JP 7250800B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sulfuric acid
methanol
chlorine dioxide
produced
plant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020537877A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020535329A (en
Inventor
- レートネン、ラウリ ペフ
Original Assignee
アンドリッツ オサケ ユキチュア
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=64277721&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP7250800(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by アンドリッツ オサケ ユキチュア filed Critical アンドリッツ オサケ ユキチュア
Publication of JP2020535329A publication Critical patent/JP2020535329A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7250800B2 publication Critical patent/JP7250800B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/12Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds
    • D21C9/14Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites
    • D21C9/144Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites with ClO2/Cl2 and other bleaching agents in a multistage process
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0014Combination of various pulping processes with one or several recovery systems (cross-recovery)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/02Oxides of chlorine
    • C01B11/022Chlorine dioxide (ClO2)
    • C01B11/023Preparation from chlorites or chlorates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • C01B17/775Liquid phase contacting processes or wet catalysis processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/94Use of additives, e.g. for stabilisation
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0007Recovery of by-products, i.e. compounds other than those necessary for pulping, for multiple uses or not otherwise provided for
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0035Introduction of compounds, e.g. sodium sulfate, into the cycle in order to compensate for the losses of pulping agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/06Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/06Treatment of pulp gases; Recovery of the heat content of the gases; Treatment of gases arising from various sources in pulp and paper mills; Regeneration of gaseous SO2, e.g. arising from liquors containing sulfur compounds
    • D21C11/08Deodorisation ; Elimination of malodorous compounds, e.g. sulfur compounds such as hydrogen sulfide or mercaptans, from gas streams
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/12Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds
    • D21C9/14Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21DTREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20Methods of refining

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

本発明は、二酸化塩素(ClO)で漂白されたパルプを少なくとも製造し、二酸化塩素プラントを有する、硫酸塩パルプ工場で化学バランスを制御する方法に関する。 The present invention relates to a method of controlling chemical balance in a sulfate pulp mill that produces at least chlorine dioxide (ClO 2 ) bleached pulp and has a chlorine dioxide plant.

パルプ工場の現在の化学物質回収の取り決めは、主に水酸化ナトリウム(NaOH)と硫化ナトリウム(NaS)の蒸解用化学物質の回収と再生をカバーする。それにもかかわらず、パルプ工場は、環境に有害である可能性のあるかなりの量の副流(サイドストリーム)を生成するが、これらの流れとともに失われるかなりの量の貴重なナトリウムと硫黄も含んでいる。 Pulp mills' current chemical recovery arrangements primarily cover the recovery and reclamation of cooking chemicals, sodium hydroxide (NaOH) and sodium sulfide ( Na2S ). Nevertheless, pulp mills produce significant amounts of side streams that can be harmful to the environment, but also contain significant amounts of valuable sodium and sulfur that are lost with these streams. I'm in.

通常、これらの副流は、外部からプロセスへの硫黄化合物の導入が、蒸解に必要な硫黄の量を超えたときに製造される。これにより、パルプ工場の硫黄が過剰になり、プロセスから排出しなければならない状況になる。通常、余剰硫黄は硫酸ナトリウム(NaSO)として近くの水系に排出される。これは、硫黄廃棄物の流れを自然に戻す最も受け入れられる方法である。たとえば、回収ボイラーのフライアッシュのほとんど(80~90%)は硫酸ナトリウムである。従来、化学物質回収サイクルから排出されたフライアッシュは水または凝縮液に溶解され、その溶液は廃水処理プラントに運ばれてきた。ますます厳しくなる環境規制により、硫酸ナトリウムの排出は内陸水システムに損傷を与えるため、大幅に削減する必要がある。 These side streams are usually produced when the introduction of sulfur compounds from outside into the process exceeds the amount of sulfur required for digestion. This leads to excess sulfur in the pulp mill, which must be vented from the process. Excess sulfur is typically discharged into nearby water systems as sodium sulfate (Na 2 SO 4 ). This is the most acceptable method of returning the sulfur waste stream to nature. For example, most of the recovery boiler fly ash (80-90%) is sodium sulfate. Traditionally, fly ash discharged from chemical recovery cycles has been dissolved in water or condensate and the solution transported to wastewater treatment plants. Due to increasingly stringent environmental regulations, sodium sulfate emissions damage inland water systems and need to be significantly reduced.

パルプ工場では、化学パルプの漂白に二酸化塩素を使用している。いくつかの商業的な二酸化塩素製造プロセスがあり、それ自体は知られている。すべてのプロセスで、原材料として塩素酸ナトリウム(NaClO)を使用している。このプロセスには、酸と還元剤も必要である。現在の典型的なプロセスには、R8プロセスとR10プロセスが含まれる。還元剤はメタノール(CHOH)で、酸は硫酸(HSO)である。そのため、二酸化塩素プラントは、パルプ工場での硫酸とメタノールの主要な消費者の1つである。さらに、これらの化学物質は、厳しい品質要件のために工場外から持ち込まれる。 Pulp mills use chlorine dioxide to bleach chemical pulp. There are several commercial chlorine dioxide production processes and are known per se. All processes use sodium chlorate (NaClO 3 ) as raw material. This process also requires an acid and a reducing agent. Current typical processes include the R8 and R10 processes. The reducing agent is methanol (CH 3 OH) and the acid is sulfuric acid (H 2 SO 4 ). Chlorine dioxide plants are therefore one of the major consumers of sulfuric acid and methanol in pulp mills. Additionally, these chemicals are brought in from outside the factory due to strict quality requirements.

二酸化塩素プラントは、硫黄とナトリウムを含む副産物を生成する。R8プロセスでは、酸性塩であるセスキ硫酸ナトリウム(NaH(SO)が製造され、R10プロセスでは、硫酸ナトリウムが製造される。それらは、しばしば、化学物質回収サイクルに持ち込まれることがあり、そして、排水中に溶解する。後者の場合、硫酸塩は工場のS/Naバランスに負担をかけないが、工場の排水排出量を増加させる。しかし、これらの化学物質の完全な回収サイクルは達成されていないため、プロセスへの導入によって形成される化学物質、主に硫黄の余剰分は、プロセスの化学バランスを維持するために排出する必要がある。 Chlorine dioxide plants produce by-products that include sulfur and sodium. The R8 process produces the acid salt sodium sesquisulfate (Na 3 H(SO 4 ) 2 ) and the R10 process produces sodium sulfate. They are often carried into chemical recovery cycles and dissolved in waste water. In the latter case, sulfates do not burden the plant's S/Na balance, but increase the plant's wastewater discharge. However, since a complete recovery cycle for these chemicals has not been achieved, the chemicals formed by their introduction into the process, primarily sulfur surpluses, must be vented to maintain the chemical balance of the process. be.

本発明の目的は、パルプ工場のプロセスへの化学物質の導入を大幅に削減または完全に中止することができ、それによりプロセスから化学物質を排出する必要性を最小限に抑える方法を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a method by which the introduction of chemicals into a pulp mill process can be significantly reduced or eliminated altogether, thereby minimizing the need to vent chemicals from the process. is.

新しい方法は、硫黄および/またはメタノールの追加の化学回収サイクルを形成する。これらの追加の化学物質回収サイクルは、商業品質の内部精製された化学物質を再生および生成し、したがって、例えば二酸化塩素プラントの原料、メタノール、及び硫酸の高品質要求セットを満たす。プロセスの外部からの化学物質の導入を減らすことができるため、パルプ工場での余剰硫黄の量、購入した化学物質が被るコスト、化石ベースの化学物質の使用が削減できる。 The new process forms an additional chemical recovery cycle for sulfur and/or methanol. These additional chemical recovery cycles regenerate and produce commercial quality internally purified chemicals, thus meeting a high quality demand set for, for example, chlorine dioxide plant feedstock, methanol, and sulfuric acid. The introduction of chemicals from outside the process can be reduced, reducing the amount of surplus sulfur in the pulp mill, the cost incurred in purchased chemicals, and the use of fossil-based chemicals.

新しい方法では、二酸化塩素で漂白されたパルプを少なくとも製造し、少なくとも塩素酸塩、メタノールおよび硫酸を使用して二酸化塩素を製造する二酸化塩素プラントを有する、硫酸塩パルプ工場で、化学バランスが最適化されておよび調整される。当該方法は、下記の工程:
a)工場の濃縮非凝縮性ガス(CNCG)システムからのガスが、二酸化硫黄(SO)を含むガスを形成するために焼却され、処理されて濃硫酸を生成すること、及び
b)工場プロセスからの生メタノールを精製してメタノールを製造すること、及び
c)工場プロセスで製造されたナトリウム化合物および/または硫黄化合物を含むサイドストリームが、補給化学物質として使用されること、
を少なくとも含み、
しかも、二酸化塩素の製造が、硫酸濃度が94~99%、好ましくは95~98%であるように、工程a)で製造された硫酸と工程b)で精製されたメタノールを使用し、そして、工程c)では、二酸化塩素の製造の間に製造された硫酸ナトリウムまたはセスキ硫酸塩が使用される。
The new process optimizes the chemical balance in a sulfate pulp mill that produces at least chlorine dioxide bleached pulp and has a chlorine dioxide plant that uses at least chlorate, methanol and sulfuric acid to produce chlorine dioxide. Done and rectified. The method comprises the following steps:
a) gas from a plant's concentrated non-condensable gas (CNCG) system is incinerated to form a gas containing sulfur dioxide ( SO2 ) and processed to produce concentrated sulfuric acid; and b) a plant process. c) a side stream containing sodium and/or sulfur compounds produced in the factory process is used as make-up chemical;
including at least
Moreover, the production of chlorine dioxide uses the sulfuric acid produced in step a) and methanol purified in step b) such that the sulfuric acid concentration is 94-99%, preferably 95-98%, and In step c) the sodium sulphate or sesquisulphate produced during the production of chlorine dioxide is used.

図1は、本発明の新しい方法の実施のための一実施形態を図式的に提示する。FIG. 1 presents diagrammatically one embodiment for the implementation of the new method of the invention.

二酸化塩素は、塩素酸ナトリウム、硫酸、メタノールからそれ自体既知の方法で、例えば製品名R8またはR10のプロセスを使用して製造される。そのようなプロセスは、例えば、米国特許4081520および5066477に記載されている。新しい方法では、二酸化塩素の製造に使用されるメタノールおよび硫酸は、新しい化学物質回収サイクルで市販グレードのメタノールおよび硫酸を製造することにより、パルプ工場で内部的に製造される。 Chlorine dioxide is produced from sodium chlorate, sulfuric acid and methanol in a manner known per se, for example using the processes under the product designations R8 or R10. Such processes are described, for example, in US Pat. Nos. 4,081,520 and 5,066,477. In the new process, the methanol and sulfuric acid used to produce chlorine dioxide are produced internally at the pulp mill by producing commercial grade methanol and sulfuric acid in a new chemical recovery cycle.

新しい方法の一実施形態では、工程a)で製造された硫酸が、以下のプロセス:トール油製造、黒液からのリグニン回収、パルプ漂白、工場の化学回収プロセスにおけるpH調整、微結晶セルロース(MCC)の製造、の少なくとも1つでも使用される。硫酸は、特定のメタノール精製プロセスにも必要であり、そのために、内部で製造された酸を利用できる。1つの好ましい実施形態では、もしも生メタノールがメタノール精製プロセスで酸性化されるならば、工程b)は、工程a)で製造された硫酸を使用する。内部で製造された硫酸を使用すると、外部から供給される硫黄の化学物質回収サイクルへの入力が減少する。これはまた、化学物質回収サイクルから回収ボイラーの大量の灰を捨てる必要を減らす。 In one embodiment of the new process, the sulfuric acid produced in step a) is used in the following processes: tall oil production, lignin recovery from black liquor, pulp bleaching, pH adjustment in mill chemical recovery processes, microcrystalline cellulose (MCC) ) is also used in at least one of Sulfuric acid is also required for certain methanol purification processes, for which internally produced acid is available. In one preferred embodiment, step b) uses the sulfuric acid produced in step a) if the raw methanol is acidified in the methanol refining process. Using internally produced sulfuric acid reduces the input of externally supplied sulfur into the chemical recovery cycle. This also reduces the need to discard large amounts of recovery boiler ash from the chemical recovery cycle.

方法の一実施形態では、工程c)が、以下のサイドストリーム:回収ボイラーからの灰、二酸化塩素製造からのセスキ硫酸塩または硫酸ナトリウム、二酸化塩素プラントからの廃酸、パルプ漂白プラントからの、EOP漂白段階ろ液などのアルカリろ液、の少なくとも1つをも使用する。この段階は、水酸化ナトリウム、酸素、過酸化物を使用する漂白のアルカリ抽出段階である。内部材料の流れが補給化学薬品として使用される時、これにより、工場からのそれらを含む廃棄物の流れの量が大幅に削減する。さらに、化学バランスを維持するために廃棄物として以前は排出されなければならなかった貴重な化学物質の損失を防ぐのに役立つ。 In one embodiment of the process, step c) comprises the following sidestreams: ash from recovery boilers, sesquisulphate or sodium sulphate from chlorine dioxide production, waste acid from chlorine dioxide plants, EOP from pulp bleaching plants At least one alkaline filtrate, such as the bleach stage filtrate, is also used. This stage is the alkaline extraction stage of bleaching using sodium hydroxide, oxygen and peroxides. When internal material streams are used as make-up chemicals, this greatly reduces the amount of waste streams containing them from the plant. Additionally, it helps prevent the loss of valuable chemicals that previously had to be discharged as waste to maintain chemical balance.

回収ボイラーからの灰の投棄が減少するか、おそらく完全に停止すると、例えば、黒液中の塩素とカリウムの濃度が特定のレベルに達した時に、灰に含まれる塩素とカリウムが化学回収サイクルで蓄積しようとするため、回収ボイラーの加熱面のファウリング、詰まり、腐食が発生する可能性がある。したがって、灰をプロセスに再循環させる前に、適切な処理によって灰中の塩素とカリウムの量を減らすことが好ましい。そのような処理には、例えば、灰の浸出と結晶化が含まれる。灰の浸出も硫酸を使用する。 If ash dumping from the recovery boiler is reduced or perhaps completely stopped, e.g. when the concentration of chlorine and potassium in the black liquor reaches a certain level, the chlorine and potassium contained in the ash will be released into the chemical recovery cycle. This build-up can lead to fouling, plugging and corrosion of the heating surfaces of the recovery boiler. Therefore, it is preferable to reduce the amount of chlorine and potassium in the ash by proper treatment before the ash is recycled into the process. Such treatments include, for example, leaching and crystallization of ash. Ash leaching also uses sulfuric acid.

本方法の一実施形態において、工程a)で製造される硫酸および工程b)で製造されるメタノールが、二酸化塩素製造中のこれらの化学物質の必要性の少なくとも70%、好ましくは80%を構成する。 In one embodiment of the process, the sulfuric acid produced in step a) and the methanol produced in step b) constitute at least 70%, preferably 80% of the need for these chemicals during chlorine dioxide production. do.

本方法の一実施形態では、亜酸化窒素(NOx)の排出を低減するために、工程b)で製造された精製メタノールが窒素を含まない燃料としても使用され、こうして、パルプ工場での化石燃料および化石ベースの化学物質の使用を削減する。内部で製造されたメタノールは、例えば回収ボイラーと石灰釜の燃料として、また硫酸プラントでの補助燃料として使用できる。 In one embodiment of the method, the purified methanol produced in step b) is also used as a nitrogen-free fuel to reduce nitrous oxide (NOx) emissions, thus reducing fossil fuels in pulp mills. and reduce the use of fossil-based chemicals. Methanol produced internally can be used, for example, as fuel in recovery boilers and lime kilns, and as a supplementary fuel in sulfuric acid plants.

工場でのプロセス化学物質の内部製造では、購入した化学物質を置き換えることができるように、化学物質が商業品質のものであることが重要である。二酸化塩素の製造は、投入される化学物質の純度に厳しい要件があるプロセスの1つである。ただし、硫酸が工場の非凝縮性ガスから製造され、メタノールが工場のパルプ製造プロセスで発生した生メタノールから製造される場合、購入した硫酸と化石ベースのメタノールは、パルプ工場で製造された生成物に置き換えることができる。その場合、二酸化塩素製造で購入される唯一の化学物質は塩素酸ナトリウムである。 In the in-house manufacture of process chemicals in factories, it is important that the chemicals are of commercial quality so that they can replace purchased chemicals. Chlorine dioxide production is one of the processes with stringent requirements on the purity of the input chemicals. However, if the sulfuric acid is produced from the mill's non-condensable gases and the methanol is produced from the raw methanol generated in the mill's pulping process, then the purchased sulfuric acid and fossil-based methanol are products produced in the pulp mill. can be replaced with In that case, the only chemical purchased in chlorine dioxide production is sodium chlorate.

硫酸は、好ましくは以下の方法で製造される。パルプ工場の濃縮された非凝縮性ガスが、焼却炉で酸化されて二酸化硫黄になる。ガスは、二酸化硫黄を酸化して三酸化硫黄(SO)にするために、酸素と触媒(V2O5など)の存在下でさらに処理される。三酸化硫黄ガスは、硫酸を形成するために、ガスに含まれる水蒸気中に凝縮される。硫酸は保管温度まで冷却され、余分な水蒸気は煙道ガス処理に送られる。たとえば、Haldor Topsoeの湿式ガス硫酸(WSA)プロセスは、そのような硫酸製造プロセスの1つである。酸の液化は凝縮に基づいて100%であるため、プロセスの最終生成物は濃縮された商用グレードの硫酸である。したがって、濃縮された市販グレードの硫酸を工場内で製造することができ、購入される化学物質の量とコストを大幅に削減できる。硫酸の濃度は94~99%、好ましくは95~98%である。 Sulfuric acid is preferably produced by the following method. The concentrated non-condensable gases of the pulp mill are oxidized to sulfur dioxide in the incinerator. The gas is further treated in the presence of oxygen and a catalyst (such as V2O5) to oxidize the sulfur dioxide to sulfur trioxide ( SO3 ). Sulfur trioxide gas is condensed into water vapor contained in the gas to form sulfuric acid. The sulfuric acid is cooled to storage temperature and excess steam is sent to flue gas treatment. For example, Haldor Topsoe's wet gas sulfuric acid (WSA) process is one such sulfuric acid manufacturing process. Since the acid liquefaction is 100% based on condensation, the final product of the process is concentrated commercial grade sulfuric acid. Thus, concentrated commercial grade sulfuric acid can be produced in-house, greatly reducing the amount and cost of purchased chemicals. The concentration of sulfuric acid is 94-99%, preferably 95-98%.

硫酸製造プロセスは、焼却からずっと凝縮器まで、硫酸の露点以上で機能するため、金属ハードウェアは、システム内の腐食の問題なしに、炭素鋼などの標準材料から構築できる。 Because the sulfuric acid production process operates above the dew point of sulfuric acid, from incineration all the way to the condenser, metal hardware can be constructed from standard materials such as carbon steel without the problem of corrosion within the system.

工場での硫酸製造は、余剰硫黄の減少に対応する量のフライアッシュの投棄を減らす。ほとんどの場合、プロセスからの余剰硫黄の排出は完全に排除することができ、これは大きなナトリウム損失の回避にも役立つ。これにより、今度は、必要な補給水酸化ナトリウムの量と関連コストが削減される。 Sulfuric acid production at the plant reduces the amount of fly ash dumping corresponding to the reduction in surplus sulfur. In most cases, excess sulfur emissions from the process can be eliminated entirely, which also helps avoid large sodium losses. This, in turn, reduces the amount of make-up sodium hydroxide required and associated costs.

メタノールは、パルプ工場での硫酸塩プロセス中に副産物として得られる。得られた生メタノールには、硫黄化合物、エタノール、アンモニウム、テレビン油などの不純物が含まれている。生メタノールは、主に黒液蒸発の凝縮物から得られる。また、蒸解段階の蒸気や凝縮液など、パルプ工場の他の品目からも得られる。 Methanol is obtained as a by-product during the sulfate process in pulp mills. The raw methanol obtained contains impurities such as sulfur compounds, ethanol, ammonium and turpentine. Raw methanol is obtained primarily from the condensate of black liquor evaporation. It is also obtained from other pulp mill items such as cooking stage steam and condensate.

例えば刊行物WO/2015/053704に提示されているプロセスを用いて、硫黄化合物および他の不純物を生メタノールから精製して、商用グレードのメタノールを製造することができる。生メタノールのメタノール含有量は、通常少なくとも65重量%である。そのような場合、生メタノールは非極性有機溶媒で洗浄され、その処理はパルプ工場で実行でき、精製されたメタノールは工場プロセスで使用できる。溶媒は再生および再利用できる。非極性有機溶媒は、通常、C8~C20アルカンおよび/またはシクロアルカンを少なくとも50重量%含むか、40℃未満の温度で溶解するトリグリセリドを少なくとも50重量%含む溶媒である。溶媒は、例えば、白色鉱油、鉱油、白色油、パラフィン油またはそれらの混合物であり得る。溶媒処理の前に、通常は硫酸で生メタノールを酸性化し、得られた沈殿物、主に硫酸アンモニウム((NH)SO)をメタノールから抽出する。硫酸アンモニウムは、生物学的廃水処理プラントで利用できる。溶媒処理の前に、テレビン油を排出し、硫黄不純物を留去することもできる。前処理された生メタノールは、通常、溶媒処理の前に水で希釈される。 Sulfur compounds and other impurities can be purified from raw methanol to produce commercial grade methanol, for example using the process presented in publication WO/2015/053704. The methanol content of raw methanol is usually at least 65% by weight. In such cases, the raw methanol is washed with a non-polar organic solvent, the treatment can be carried out at the pulp mill and the purified methanol can be used in the mill process. Solvents can be recycled and reused. Non-polar organic solvents are typically solvents containing at least 50% by weight of C8-C20 alkanes and/or cycloalkanes or containing at least 50% by weight of triglycerides that dissolve at temperatures below 40°C. Solvents can be, for example, white mineral oil, mineral oil, white oil, paraffin oil or mixtures thereof. Prior to solvent treatment, raw methanol is usually acidified with sulfuric acid and the resulting precipitate, mainly ammonium sulfate ((NH) 2 SO 4 ), is extracted from methanol. Ammonium sulfate is available in biological wastewater treatment plants. The turpentine oil can also be vented to distill off sulfur impurities prior to solvent treatment. Pretreated raw methanol is typically diluted with water prior to solvent treatment.

上記のメタノール精製プロセスの代わりに、他のプロセスを使用して純粋なメタノールを生成できる。 Alternatively to the methanol purification process described above, other processes can be used to produce pure methanol.

商用グレードのメタノールは、IMPCA (International Methanol Producers & Consumers Association, IMPCA Reference Specification)によって設定された品質要件を満たしている必要がある。つまり、メタノールには本質的に硫黄と窒素が含まれていない。 Commercial grade methanol must meet the quality requirements set by the IMPCA (International Methanol Producers & Consumers Association, IMPCA Reference Specification). That is, methanol is essentially free of sulfur and nitrogen.

新しい方法では、メタノールと硫黄の再循環により、追加の化学物質回収サイクルが形成される。硫酸プラントは、濃縮された非凝縮性ガス中の硫黄を回収し、硫酸に再生する追加の化学回収サイクルである。これにより、既存の化学物質回収サイクルに関連して、新しい種類の硫黄サイクルが作成される。メタノールは、たとえば、プラントの凝縮液から回収され、二酸化塩素の製造に精製された形で使用される。これは、新しいタイプのメタノールサイクルを形成する。この硫黄サイクルとメタノールサイクルは、二酸化塩素の製造に関連した新しいタイプの化学回収サイクルを形成する。 In the new process, recycling of methanol and sulfur forms an additional chemical recovery cycle. A sulfuric acid plant is an additional chemical recovery cycle that recovers sulfur in concentrated non-condensable gases and recycles it to sulfuric acid. This creates a new kind of sulfur cycle in relation to existing chemical recovery cycles. Methanol is recovered, for example, from plant condensate and used in purified form for the production of chlorine dioxide. This forms a new type of methanol cycle. This sulfur cycle and methanol cycle form a new type of chemical recovery cycle associated with the production of chlorine dioxide.

新しい方法は、提供された図を参照してより詳細に説明され、それはその実施のための一実施形態を図式的に提示する。 The new method is described in more detail with reference to the provided figures, which schematically present one embodiment for its implementation.

硫酸プラント14は、工場の濃縮非凝縮性ガス(CNCG)2から硫酸を生成する。これは、焼却炉で二酸化硫黄に酸化される。焼却にはサポート燃料1が必要である。これはメタノールと酸素の場合がある。焼却炉で製造されたエネルギーは蒸気7、通常は中圧蒸気(10~45bar)として回収される。焼却後、ガスは酸素と触媒(Vなど)の存在下でさらに処理され、二酸化硫黄が酸化されて三酸化硫黄になる。三酸化硫黄ガスは、硫酸を形成するために、ガスに含まれる水蒸気中に凝縮される。硫酸は保管温度まで冷却され、余分な水蒸気は煙道ガス処理に送られる。酸の液化は凝縮に100%基づいているため、このプロセスの最終生成物は濃縮された商用グレードの硫酸である。硫酸の濃度は94~99%、好ましくは95~98%である。 Sulfuric acid plant 14 produces sulfuric acid from factory concentrated non-condensable gas (CNCG) 2 . This is oxidized to sulfur dioxide in an incinerator. Incineration requires 1 support fuel. This may be methanol and oxygen. The energy produced in the incinerator is recovered as steam 7, usually medium pressure steam (10-45 bar). After incineration, the gas is further treated in the presence of oxygen and a catalyst (such as V2O5 ) to oxidize the sulfur dioxide to sulfur trioxide. Sulfur trioxide gas is condensed into water vapor contained in the gas to form sulfuric acid. The sulfuric acid is cooled to storage temperature and excess steam is sent to flue gas treatment. Since acid liquefaction is 100% based on condensation, the final product of this process is concentrated commercial grade sulfuric acid. The concentration of sulfuric acid is 94-99%, preferably 95-98%.

製造された硫酸は、工場15での二酸化塩素製造の新しい方法に従って使用でき、硫酸はライン18を介して輸送される。 The sulfuric acid produced can be used according to the new process for chlorine dioxide production at plant 15 and the sulfuric acid is transported via line 18 .

パルプ工場で製造された生メタノールは、二酸化塩素プラントで必要なクリーンなメタノールを製造できるプロセスで精製される。このプロセスは、プラント16で次の段階を含む。硫黄化合物とアンモニウム化合物を含む生メタノール4は硫酸5で酸化され、硫酸アンモニウム13を含む沈殿物を形成する。これは、微生物の栄養源として、生物学的廃水処理プラントで使用できる。硫酸は、好ましくは上記のように工場で製造され、硫酸プラント14からライン17を通って運ばれる。酸性化中、テレビン12はデカンテーションによって生メタノールから抽出することができる。酸性化と沈殿物の除去後、メタノールを蒸留し、蒸留したメタノールを水6で希釈する。メタノールを非極性有機溶媒で洗浄する前に、希釈したメタノールからテレビンを排出できる。メタノール、エタノール、およびアセトンは、蒸留によって洗浄済みメタノールから排出されることもできる。これにより、工場内の供給源による二酸化塩素の製造に必要なクリーンなメタノール11の製造が可能になる。 The raw methanol produced at the pulp mill is refined in a process that produces the clean methanol needed at the chlorine dioxide plant. This process includes the following stages at plant 16 . Raw methanol 4 containing sulfur and ammonium compounds is oxidized with sulfuric acid 5 to form a precipitate containing ammonium sulfate 13 . It can be used in biological wastewater treatment plants as a nutrient source for microorganisms. Sulfuric acid is preferably factory-produced as described above and conveyed from sulfuric acid plant 14 through line 17 . During acidification, turpentine 12 can be extracted from raw methanol by decantation. After acidification and removal of precipitate, methanol is distilled and the distilled methanol is diluted with 6 parts of water. The turpentine can be drained from the diluted methanol before washing the methanol with a non-polar organic solvent. Methanol, ethanol, and acetone can also be removed from the washed methanol by distillation. This allows for the production of clean methanol 11 required for the production of chlorine dioxide from in-plant sources.

メタノール精製中に分離された硫酸ガスは、ライン19を介して硫酸製造に送られる。 Sulfuric acid gas separated during methanol refining is sent via line 19 to sulfuric acid production.

工場内で製造された硫酸およびメタノールは二酸化塩素プラント15で使用され、硫酸はライン18を介して、メタノールはライン20を介して運ばれる。二酸化塩素9は、塩素酸ナトリウム3から、例えば、プロセスR8又はR10を使用して、それ自体既知の方法で製造される。二酸化塩素プラントは、硫黄とナトリウム10を含む副産物を生成する。R8プロセスは、酸性塩であるセスキ硫酸ナトリウム10も生成し、R10プロセスは、硫酸ナトリウム10を生成する。それは、補給化学物質として化学回収サイクルに持ち込まれることができる。 Sulfuric acid and methanol produced in-house are used in chlorine dioxide plant 15 with sulfuric acid being conveyed via line 18 and methanol via line 20 . Chlorine dioxide 9 is prepared in a manner known per se from sodium chlorate 3, for example using process R8 or R10. Chlorine dioxide plants produce by-products containing sulfur and sodium 10. The R8 process also produces the acid salt, sodium sesquisulfate 10, and the R10 process produces sodium sulfate 10. It can be brought into the chemical recovery cycle as a make-up chemical.

硫酸8は、例えば、黒液からのリグニンの回収、パルプの漂白のために、工場の可能性のあるトールオイルプラントで利用することもできる。精製メタノール11は、硫酸プラントの補助燃料1として、また回収ボイラーおよび/または石灰釜の燃料としても使用できる。 Sulfuric acid 8 can also be utilized in the mill's potential tall oil plant, for example for recovery of lignin from black liquor, bleaching of pulp. The purified methanol 11 can also be used as a supplementary fuel 1 for sulfuric acid plants and as fuel for recovery boilers and/or lime kilns.

Claims (6)

二酸化塩素で漂白されたパルプを少なくとも製造し、少なくとも塩素酸塩、メタノールおよび硫酸を使用して二酸化塩素を製造する二酸化塩素プラントを有する、硫酸塩パルプ工場で化学バランスを制御する方法であって、下記の工程:
a)工場の濃縮非凝縮性ガスシステムからのガスが、二酸化硫黄を含むガスを形成するために焼却され、処理されて濃硫酸を生成すること、及び
b)工場プロセスからの生メタノールを精製してメタノールを製造すること、及び
c)工場プロセスで製造されたナトリウム化合物および/または硫黄化合物を含むサイドストリームが、補給化学物質として使用されること、
を少なくとも含み、
しかも、二酸化塩素の製造が、硫酸濃度が94~99%、好ましくは95~98%であるように、工程a)で製造された硫酸と工程b)で精製されたメタノールを使用し、そして、工程c)では、二酸化塩素の製造の間に製造された硫酸ナトリウムまたはセスキ硫酸塩が使用される、前記の方法。
1. A method of controlling chemical balance in a sulfate pulp mill having at least chlorine dioxide bleached pulp and having a chlorine dioxide plant using at least chlorate, methanol and sulfuric acid to produce chlorine dioxide, the method comprising: The following steps:
a) the gas from the plant's concentrated non-condensable gas system is incinerated to form a gas containing sulfur dioxide and processed to produce concentrated sulfuric acid; and b) the raw methanol from the plant process is purified. and c) a sidestream containing sodium and/or sulfur compounds produced in the factory process is used as a make-up chemical.
including at least
Moreover, the production of chlorine dioxide uses the sulfuric acid produced in step a) and methanol purified in step b) such that the sulfuric acid concentration is 94-99%, preferably 95-98%, and A process as described above, wherein in step c) sodium sulphate or sesquisulphate produced during the production of chlorine dioxide is used.
工程a)で製造された硫酸が、以下のプロセス:トール油製造、黒液からのリグニン回収、パルプ漂白、工場の化学回収プロセスにおけるpH調整、微結晶セルロースの製造、の少なくとも1つでも使用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 The sulfuric acid produced in step a) is also used in at least one of the following processes: tall oil production, lignin recovery from black liquor, pulp bleaching, pH adjustment in mill chemical recovery processes, production of microcrystalline cellulose. A method according to claim 1, characterized in that: 工程c)が、以下のサイドストリーム:回収ボイラーからの灰、二酸化塩素製造からのセスキ硫酸塩または硫酸ナトリウム、二酸化塩素プラントからの廃酸、パルプ漂白プラントからのアルカリろ液、の少なくとも1つをも使用することを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 Step c) removes at least one of the following sidestreams: ash from a recovery boiler, sesquisulphate or sodium sulphate from chlorine dioxide production, waste acid from a chlorine dioxide plant, alkaline filtrate from a pulp bleaching plant. 3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that it also uses 工程a)で製造される硫酸および工程b)で製造されるメタノールが、二酸化塩素製造中のこれらの化学物質の必要性の少なくとも70%、好ましくは80%を構成することを特徴とする、請求項1、2または3に記載の方法。 Claim characterized in that the sulfuric acid produced in step a) and the methanol produced in step b) constitute at least 70%, preferably 80% of the need for these chemicals during chlorine dioxide production. 4. The method according to Item 1, 2 or 3. 亜酸化窒素の排出を低減するために、工程b)で製造された精製メタノールが窒素を含まない燃料としても使用されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the purified methanol produced in step b) is also used as a nitrogen-free fuel in order to reduce nitrous oxide emissions. Method. 工程a)において、二酸化硫黄を三酸化硫黄に酸化して、それを、ガスに含まれる水蒸気中に凝縮して、濃硫酸を生成するために、二酸化硫黄を含むガスが、酸素および触媒の存在下で処理されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 In step a), a gas containing sulfur dioxide is added in the presence of oxygen and a catalyst to oxidize the sulfur dioxide to sulfur trioxide, which is condensed into the water vapor contained in the gas to produce concentrated sulfuric acid. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is treated under.
JP2020537877A 2017-09-25 2018-09-25 How to control chemical balance in pulp mill Active JP7250800B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20175852A FI129150B (en) 2017-09-25 2017-09-25 Method of controlling the chemical balance of a pulp mill
FI20175852 2017-09-25
PCT/FI2018/050691 WO2019058032A1 (en) 2017-09-25 2018-09-25 Method of controlling the chemical balance of a pulp mill

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020535329A JP2020535329A (en) 2020-12-03
JP7250800B2 true JP7250800B2 (en) 2023-04-03

Family

ID=64277721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020537877A Active JP7250800B2 (en) 2017-09-25 2018-09-25 How to control chemical balance in pulp mill

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20200283954A1 (en)
EP (1) EP3688219A1 (en)
JP (1) JP7250800B2 (en)
CN (1) CN111212945A (en)
BR (1) BR112020005280B1 (en)
CA (1) CA3075496A1 (en)
CL (1) CL2020000704A1 (en)
FI (1) FI129150B (en)
RU (1) RU2768230C2 (en)
WO (1) WO2019058032A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3290303B2 (en) 1994-07-04 2002-06-10 富士写真フイルム株式会社 Positive photosensitive composition

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2881052A (en) * 1953-06-08 1959-04-07 Allied Chem Production of chlorine dioxide
CA1080434A (en) * 1976-03-19 1980-07-01 Richard Swindells High efficiency chlorine dioxide production using hc1 as acid
SU917694A3 (en) * 1976-05-07 1982-03-30 Эрко Индастриз Лтд (Фирма) Process for producing chlorine dioxide
SE442523B (en) * 1981-06-22 1986-01-13 Mo Och Domsjoe Ab PROCEDURE FOR PREVENTING EMISSIONS OF SULFUR INHALING GASES IN THE PREPARATION OF CHEMICAL CELLULOSAMASSA
SE463669B (en) * 1988-06-17 1991-01-07 Eka Nobel Ab PROCEDURE FOR PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide
SE463670B (en) * 1988-10-11 1991-01-07 Eka Nobel Ab PROCEDURE FOR PREPARATION OF CHLORIDE Dioxide
JPH0657603B2 (en) * 1990-04-05 1994-08-03 エカ ノーベル アクチェボラーグ Chlorine dioxide production method
US5116595A (en) * 1991-04-22 1992-05-26 Tenneco Canada Inc. Metathesis of acidic by-product of chlorine dioxide generating process
US5300191A (en) * 1992-07-30 1994-04-05 Kamyr, Inc. Chlorine dioxide generation for a zero discharge pulp mill
CA2219550C (en) * 1996-11-01 2008-05-06 Sterling Canada, Inc. A method of recovery of chemical compounds from a pulp mill
CN101578235B (en) * 2007-01-12 2012-08-29 阿克佐诺贝尔股份有限公司 Process for the production of chlorine dioxide
CA2707024C (en) * 2007-12-26 2013-04-09 Fpinnovations Use of chemical pulp mill steam stripper off gases condensate as reducing agent in chlorine dioxide production
FI20135105L (en) * 2013-02-04 2014-08-05 Andritz Oy METHOD FOR THE RECOVERY OF CHEMICALS AND BY-PRODUCTS FROM HIGH SULPHIDITY COOK SLIPS

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3290303B2 (en) 1994-07-04 2002-06-10 富士写真フイルム株式会社 Positive photosensitive composition

Also Published As

Publication number Publication date
FI129150B (en) 2021-08-13
US20200283954A1 (en) 2020-09-10
BR112020005280B1 (en) 2023-11-21
WO2019058032A1 (en) 2019-03-28
RU2768230C2 (en) 2022-03-23
CL2020000704A1 (en) 2020-07-31
CN111212945A (en) 2020-05-29
CA3075496A1 (en) 2019-03-28
RU2020111790A (en) 2021-10-27
RU2020111790A3 (en) 2021-12-17
BR112020005280A2 (en) 2020-09-24
EP3688219A1 (en) 2020-08-05
JP2020535329A (en) 2020-12-03
FI20175852A1 (en) 2019-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI111168B (en) Method for bleaching pulp without using chemicals containing chlorine
CN107660245B (en) Method for recovering pulping chemicals from dissolved ash having high carbonate content
SE523160C2 (en) Procedure for the treatment of a pulp mill's odorous gases
US3755068A (en) Regeneration of chlorine dioxide for pulp treatment
JP7250800B2 (en) How to control chemical balance in pulp mill
FI64408C (en) SAETT VIDEO UPPSLUTNING AV CELLULOSAHALTIGT MATERIAL
FI130066B (en) A method of replacing sodium losses in a pulp mill, and a method of producing bleached cellulosic pulp
JPH07500383A (en) Method for producing sodium hydroxide
EP1524241B1 (en) A method for producing sodium dithionite to be used in the bleaching of mechanical pulp
FI57796B (en) SULFIDITETSKONTROLL
ITMI20012119A1 (en) PROCEDURE FOR THE RECOVERY AND RETURNING OF THE COMPOUNDS CONTAINED IN THE EFFLUENTS OF THE PROCESSES OF DEGLIGNIFICATION AND IMPIANTING OF IMP
US4288286A (en) Kraft mill recycle process
US8152956B2 (en) Use of chemical pulp mill steam stripper off gases condensate as reducing agent in chlorine dioxide production
RU2803238C2 (en) Method for compensating sodium loss at pulp mill, method and system for producing bleached pulp
Kilpi Reduction of sulfate emissions in bleached softwood kraft pulp mill
SU934912A3 (en) Process for producing bleached sulphate cellulose
SE510171C2 (en) Process for the collection and reuse of sulfur in a cellulose plant
CA1103412A (en) Kraft mill recycle process
NO743078L (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210903

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220705

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230310

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230322

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7250800

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150